Courant électrique pour amplifier la mémoire du cerveau
Par:
Marla Paul
Communiqué de Presse:
Northwestern
University, 28 août, 2014. Stimuler une région particulière dans le
cerveau via une libération non invasive d'un courant électrique utilisant
des pulsions magnétiques, appelées non-invasives
Transcranial Magnetic Stimulation, améliore la mémoire, rapporte une
nouvelle étude de Northwestern Medicine®.
La découverte ouvre un nouveau champ de possibilités pour traiter les
troubles de la mémoire causés par les conditions telles qu'un ACV, les
débuts de la maladie d'Alzheimer, une blessure traumatismale au cerveau, un
arrêt cardiaque et les problèmes de mémoire qui arrivent chez les gens
âgées en santé.
"Nous montrons pour la première fois que vous pouvez changer
spécifiquement les fonctions de la mémoire du cerveau chez les adultes sans
chirurgies ou médicaments, lesquels ne ce sont pas prouvés efficcace," a
dit l'auteur sénior Joel Voss, assistant professeur de sciences sociales
médicales au Northwestern University Feinberg School of
Medicine. "Cette stimulation non invasive améliore l'habilité
d'apprendre de nouvelles choses. Elle a un potentiel énorme pour traiter les
désordres de la mémoire."
L'étude sera publiée le 29 août dans Science.
L'étude aussi est la première pour démontrer que de se rappeller des
événements demande un ensemble de plusieurs régions du cerveau de
travailler en concert avec une structure de clé de mémoire appelée
l'hippocampe -- semblable à une symphonie orchestrale. La stimulation
électrique est comme donner aux régions du cerveau un meneur plus talentueux
alors ils jouent en une synchronie plus proche.
"C'est comme si nous remplaçons le meneur normal avec un Muti," Voss
a dit, se référant à Riccardo Muti, le directeur de musique de la
très reconnue orchestre de la symphonie de Chicago. "Les régions
du cerveau ont mieux joué ensemble après la stimulation."
L'approche a aussi un potentiel pour traiter les désordres mentaux tel que la
schizophrénie dans laquelle ces régions du cerveau et l'hippocampe sont hors
de syncronisme l'un envers l'autre, affectant la mémoire et la connaissance.
TMS amplifie la mémoire
L'étude Northwestern est la première à montrer que le TMS améliore la
mémoire longtemps après le traitement. Dans le passé, le TMS a été
utilisé d'une façon limitée pour temporairement changer la fonction du
cerveau pour améliorer la performance durant l'examen, laissant quelqu'un
pousser un bouton légèrement plus vite pendant que le cerveau est en train
d'être stimulé. L'étude montre que le TMS peut être utilisé pour
améliorer des événements de mémoire au moins 24 heures après que la
stimulation est donnée.
Trouver le point sensible
Ce n'est pas possible de directement stimuler l'hippocampe avec le TMS parce
que c'est trop profond dans le cerveau pour être pénétré par les champs magnétiques.
Alors, utilisant un scan IRM, Voss et ses collègues ont identifié
une région superficielle du cerveau un simple centimètre de la surface du
crâne avec une grande connectivité à l'hippocampe. Il voulait voir si
diriger la stimulation à ce point ferait à son tour stimuler l'hyppocampe.
Elle l'a fait.
"C'était étonnant de voir que ça fonctionnait ainsi spécifiquement," a dit Voss.
Quand le TMS a été utilisé pour stimuler cette région, les régions dans
le cerveau impliquées avec l'hyppocampe sont devenues plus syncronisées
entre elles, comme indiqué par les données prises pendant que les sujets
étaient à l'intérieur de la machine IRM, laquelle enregistre la circulation
sanguine dans le cerveau comme une mesure indirecte de l'activité neuronale.
Le plus que ces régions ont travaillé ensemble étant donné la stimulation,
le mieux ces personnes ont été capables d'apprendre de nouvelles
informations.
Comment l'étude a fonctionné.
Les scientifiques ont recruté 16 adultes en santé âgées de 21 à 40 ans.
Chacun a eu une image détaillée anatomique prise de son cerveau ainsi que 10
minutes d'enregistrement de l'activité du cerveau pendant qu'ils étaient
étendus tranquille dans le scanner IRM. Faire cà a permis aux chercheurs
d'identifier le réseau des structures du cerveau de chaque personne qui est
impliquée avec la mémoire et bien connectée à l'hippocampe. Les structures
sont légèrement différentes dans chaque personne et peuvent varier en
location autant que quelques centimètres.
"Pour bien cibler la stimulation, nous avons eu à identifier les
structures dans l'espace du cerveau de chaque personne parce que le cerveau de
chaque personne est différent," a dit Voss.
Chaque participant alors a passé un examen de mémoire, consistant en une
série d'associations arbitraires entre les visages et les mots qu'on leur a
demandé d'apprendre et de se rappeler. Après avoir établi leur ligne de
base d'habilité pour performer sur les tâches de la mémoire, les
participants ont reçu une stimulation du cerveau 20 minutes par jour pendant
5 jours consécutifs.
Pendant la semaine ils ont aussi reçu des scans IRM et des examens de leur
habilité à se rappeler de nouvelles séries arbitraires de mots et d'associations de visages
pour voir comment la mémoire a changé après la stimulation.
Ensuite au moins 24 heures après la dernière stimulation, on les a encore
examinés.
Au moins une semaine plus tard, la même expérience était répétée mais
avec une stimulation placébo. L'ordre de la stimulation réelle et les
portions de l'étude du placébo étaient réservé pour la moitié des
participants, et on ne leur avait pas dit lequel était lequel.
Les groupes ont mieux performé sur les examens de la mémoire selon
les résultats. Ça pris trois jours de stimulation avant qu'ils
s'améliorent.
"Ils se sont rappelés plus de mots jumelés après la stimulation
qu'avant, ce qui veut dire que leur habilité d'apprentissage s'était
amméliorée," a dit Voss. "Ceci n'est pas arrivé avec la condition
du placébo ou dans une autre expérience contrôlée avec des sujets
additionnels.."
En plus, le IRM a montré que la stimulation a causé les régions du cerveau
à devenir plus synchronisées entre elles et l'hippocampe. Plus grande
amélioration dans la synchronicité ou la connectivité entre des parties
spécifiques du réseau, meilleur est la performance de l'examen de la
mémoire. "Le plus que certaines régions du cerveau ont mieux
travailllé ensemble dû à la stimulation, plus de personnes ont été
capables d'apprendre les mots jumelés, " a dit Voss.
Utiliser le TMS pour stimuler la mémoire a de multiples avantages, a noté
la première auteure Jane
Wang, un membre avec un post doctorat dans le laboratoire de Voss à Feinberg. "Aucune
médication pourrait être aussi spécifique que le TMS pour ces réseaux de
mémoire," a dit Wang. "Il y a beaucoup de cibles différentes
et ce n'est pas facile à arriver avec un certain récepteur qui est impliqué
avec la mémoire.."
Le futur
"Ceci ouvre un nouveau domaine complet d'études de traitement où nous
allons essayer de voir si nous pouvons améliorer la fonction chez les
personnes qui en ont réellement besoin," a dit Voss.
Son étude en cours était avec des personnes qui ont une mémoire normale,
chez lesquelles il ne s'attendait pas à voir une grosse amélioration parce
que leurs cerveaux sont déjà à travailler efficacement.
"Mais pour une personne avec un dommage au cerveau ou un désordre de
mémoire, ces réseaux sont tellement perturbés même un petit changement
pourrait se traduire en gains de leur fonctions," a dit Voss.
Dans un essai prochain, Voss va étudier l'effet de la stimulation électrique
sur les personnes avec un début de perte de mémoire.
Voss a mis de l'avant des années de recherche qui ont eu besoin de déterminer
si cette approche est sécuritaire ou efficace pour les patients avec la
maladie d'Alzheimer ou des désordres semblables de mémoire..
Journal Reference: J. X. Wang, L. M. Rogers, E. Z. Gross, A.
J. Ryals, M. E. Dokucu, K. L. Brandstatt, M. S. Hermiller, J. L. Voss. L'amélioration
ciblé des réseaux du cerveau cortical-hippocampal et la mémoire
associative. Science,
2014; 345 (6200): 1054 DOI: 10.1126/science.1252900
Traduit par Louise Rochette
Email: LouiseRochette@gmail.com